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柴油发电机用柴油机的微机监控系统

  [摘 要] 介绍了一种柴油发电机的微机控制系统。它可实现对柴油发电机各参数的实时显示和监控,并可对其的正常启动、紧急启动、正常关机、紧急关机等功能实行自动和手动控制。采用RS232通讯口或MODEM与上位机进行短距或长距通讯,对其实行遥测、遥讯和遥控。
    [关键词] 柴油发电机;微机监控;遥测;遥控和遥讯


1 前言
  为适应现代社会、经济和军事发展的需要,需发展无人职守的紧急和备用电站。微机监控的自动化柴油发电机就是一种很好的选择。笔者研制的这一系统基本上满足了自动监控所需的自动检测、自动显示、自动开机、关机和遥测、遥显、遥控的功能。由于系统的工作环境比较恶劣,在研制过程中,为保证系统(特别是下位机)的稳定性,采取了一系列措施来增强系统的抗干扰性能。
2 下位机系统
    
框图如图2—1所示。  为增强系统的抗干扰性能和可靠性,在硬件方面采取了以下措施:

  ①采用压频转换芯片AD650进行数模转换。
通过适当的参数选择,可有效抑制输入信号中的噪声干扰。
  ②在信号输入通道和控制输出通道中采用高速光耦进行隔离。
  ③在电路的设计中,将模拟电路和数字电路以及模拟地和数字地分开,以避免模拟电路对数字电路的干扰。
  ④采用监控芯片进行电压监控和看门狗保护。当系统电压小于3.6V时,用8051外部中断INTO报警,RAM应加充电电池保护,当系统掉电时可自动切换到备用电源,以保护RAM中的重要数据。看门狗可防止程序进入死循环。
  ⑤在电路板上采用大面积的地线以有效抑制地线干扰。在重要芯片的电源和地线上加耦去电容。原理如图2—2所示。J1和J2是由微机控制的开关,开关K1和K2为继电器常开和常闭天关。控制J1闭合,继电器K1得电并自锁。要让继电器K1失电,须先接通J2,让继电器K2得电,使开关K2断开,再控制J1断开。因此,只有当K2得电并且K1失电时才能使继电器K1动作。大大提高了系统的可靠性。
  ⑦采用专用微机电源,避免了电源干扰。

3 下位机程序
  下位机程序框图如图3—1所示。


  为了增强系统的可靠性,在软件上采取了以下措施:
    ①采用看门狗技术,防止死循环。
    ②采用软件冗余技术,在关键语句前加上冗余语句,以防止错误执行语句。
    ③采用软件陷阱技术,防止程序进入死区。
  ④在按键程序中采用按键密码。当按键执行控制功能时,需先核对密码,经确认后,才能执行,以防止误操作。
  ⑤在执行各控制功能子程序(正常启动、紧急启动、正常关机、紧急关机或正常运行)前,先设置程序控制标志。如在程序执行过程中系统出现异常复位的情况,系统可自动恢复到原来被中断的子程序中,以保证系统运转的连续性和可靠性。
4 上下位机之间的通讯
  上位机用VB编程通过RS232(短距)或MODEM(长距)与下位机通讯。其控制界面可对所控参数进行模拟和数字显示;可显示市电状态和机组的运行状态;可显示机组故障的原因;可控制机组正常开机、紧急开机、正常停机和紧急停机。
  上位机采用MSCOMM通讯控件与下位机通讯。8位数据、1位停止位、无奇偶校验、波特率9600。下位机主动呼叫,上位机应用时钟控件TIMER,用等待、查询、应答的方式握手并开始通讯。其通讯协议如下:
    A 下位机发送通讯请求:05H
    B 上位机同意开始通讯:4FH
  C 上位机发送传送数据请求:1EH
    D 下位机传送数据格式:  
  E 数据正确,上位机发送OE
    H;数据错误,发送OFH
    F 上位机发送传送控制命令请求:4BH。
    G 下位机同意传送控制命令回答:4CH。
  H 控制命令格式:紧急启动:11H;正常启动:12H;紧急停机:13H;正常停机:14H。
  I 下位机若等待超时或得到回答错误,传送OGH。

  显示参数(频率、电压、电流、功率、油压、油温、水温、转速)均为4位ASCII码数据。校验码为35位数据的相加和。如下位机不能及时或正确得到上位机的响应,将终止通讯程序;如下位机传送的数据经校验不对,将重新传送,3次后停止传送,上位机报警。控制命令发送两次,得到确认后执行相应控制程序。


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